Question

今有一混合物的水溶液，含有以下離子中的若干種：Na⁺、NH⁺₄、Cl^-、Ba²⁺、HCO₃^-、SO₄^2-，現取三份100mL該溶液進行如下實驗：
（1）第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產生
（2）第二份加足量NaOH溶液，加熱，收集到標準狀況下的氣體448mL
（3）第三份加足量Ba（OH）₂溶液，得沉淀4.30g，再用足量鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質量為2.33g．根據上述實驗，下列推測正確的是（　　）

• A、Na⁺一定存在
• B、100mL該溶液中含0.1mol HCO^-₃
• C、Ba²⁺一定存在
• D、Cl^-一定不存在

Answer 1

分析：1、根據題意分析，第一份溶液加入AgNO₃溶液有沉淀產生，推得可能含有Cl^-、SO₄^2-，第二份溶液加足量NaOH溶液加熱后收集到氣體，推得一定含有NH₄⁺，第三份溶液利用發生的離子反應，經過計算、推得一定存在HCO₃^-、SO₄^2-，一定不存在Ba²⁺；2、根據溶液中陰陽離子的電荷守恒，即可推出Na⁺一定存在，由Na⁺物質的量的變化分析Cl^-的情況．

解答：解：根據題意，Ba²⁺和SO₄2-，可發生離子反應生成BaSO₄沉淀，因此兩者不能大量共存．Ba²⁺和CO₃^2-可發生離子反應生成BaCO₃沉淀，因此兩者也不能大量共存．第一份加入AgNO₃溶液有沉淀產生，可能發生Cl^-+Ag⁺═AgCl↓、SO₄^2-+2Ag⁺═Ag₂SO₄↓，所以可能含有Cl^-、SO₄^2-．第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體448mL，即0.02mol，能和NaOH溶液加熱產生氣體的只能是NH₄⁺，根據反應NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O，產生NH₃為0.02mol，可得NH₄⁺也為0.02mol．第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀4.30g，經足量鹽酸洗滌．干燥后，沉淀質量為2.33g．部分沉淀溶于鹽酸為BaCO₃，部分沉淀不溶于鹽酸為BaSO₄，發生反應HCO₃^-+Ba²⁺+OH^-═BaCO₃↓+H₂O、SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓，因為BaCO₃+2HCl═BaCl₂+CO₂↑+H₂O而使BaCO3溶解．因此溶液中一定存在HCO^-、SO₄^2-，一定不存在Ba²⁺．由條件可知BaSO₄為2.33g，物質的量為0.01mol，BaCO₃為4.30g-2.33g═1.97g，物質的量為0.01mol，根據原子守恒，所以100mL該溶液中含0.1mol HCO₃^-，則HCO₃^2-物質的量為0.01mol，物質的量濃度為0.1mol/L，由上述分析可得，溶液中一定存在HCO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺，其物質的量分別為：0.01mol、0.01mol、0.02mol，根據溶液中電荷守恒，可知Na⁺一定存在，Na⁺物質的量≥0.01mol，當K+物質的量＞0.01mol時，溶液中還必須含有Cl^-，反之，則不存在，
A、根據電荷守恒，鈉離子一定存在，故A正確；
B、100mL該溶液中含0.01mol的碳酸氫根離子，故B錯誤；
C、鋇離子一定不存在，故C錯誤；
D、不能確定氯離子是否存在，故D錯誤．
故選A．

點評：本題考查離子的檢驗，采用定性實驗和定量計算分析相結合的模式，增大了解題難度，同時涉及離子共存、離子反應等都是解題需注意的信息，尤其是鈉離子的確定易出現失誤．